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高纯气体 高纯氮气 超纯氮

一、氮气概述

    1772年,英国的丹尼尔.卢瑟福,从磷和空气作用后剩下的气体中发现了氮,并确定为氮素.命名源于拉丁语"生成硝石的元素"

二、氮气的物理性质

    氮位于周期表第五族,原子序为7,氮原子的最外层有五个电子.原子量(N)为14,分子量(N2)为28.在通常情况下,纯净的氮气是无色无味的气体.氮的稳定将态是游离态,所以氮主要是以氮分子形状存在大气中,它是大气的主要组成部分,约占空气总体积的78%,总质量的75%.除大气中含氮外,氮也以化合态形式存在于很多无机物和有机物中,它又是构成蛋白质和核酸的不可缺少的元素.氮在地壳中重量百分比为0.04.
    在标准状况下,1升氮气的质量为1.2506克,比空气稍轻.在压力为101.325千帕,温度为-195.8℃时,氮气就会变成无色的液体;温度为-209.86℃时,氮气变成雪花状的固体.

三、高纯气体-氮气的物理常数

项 目
属 性
化学式
N2
相对分子质量
28.013
CAS登录号
7727-37-9
EINECS登录号
231-783-9
英文名称
Nitrogen
熔点
63.15K,-210℃
沸点,101.325kPa(1atm)时
77.35K,-195.8℃
临界温度
126.1K,-147.05℃
临界压力
3.4MPa,33.94bar,33.5atm,492.26psia
临界体积
90.1cm3/mol
临界密度
0.3109g/cm3
临界压缩系数
0.292
液体密度,-180℃时
0.729g/cm3
液体热膨胀系数,-180℃时
0.00753 1/℃
表面张力,-210℃时
12.2×10-3 N/m,12.2dyn/cm
气体密度,101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)时
1.160kg/m3,0.0724 lb/ft3
气体相对密度,101.325 kPa(1atm)和70F时(空气=1)
0.967
汽化热,沸点下
202.76kJ/kg,87.19 BTU/1b
熔化热,熔点下
25.7kJ/kg,11.05 BTU/1b
气体定压比热容cp,25℃时
1.038kJ/(kg· k),0.248 BTU/(1b·R)
气体定容比热容cv,25℃时
0.741kJ/(kg· k),0.177 BTU/(1b·R)
气体比热容比,cp/cv
1.401
液体比热容,-183℃时
2.13kJ/(kg·k),0.509 BTU/(1b·R)
固体比热容,-223℃时
1.489kJ/(kg·k),0.356 BTU/(1b·R)
溶解度参数
9.082(J/cm3 )0.5
液体摩尔体积
34.677cm3 /mol
在水中的溶解度,25℃时
17.28×10-6(w)
气体黏度,25℃时
175.44×10-7Pa·s,175.44μP
液体黏度,-150℃时
0.038mPa ·s,0.038 cp
气体热导率,25℃ 时
0.02475W/(m · K)
液体热导率,-150℃时
0.0646W/(m · K)


四、氮的可燃性\毒性和腐蚀性
    氮气不燃烧.氮气无毒性.若氮气大量的排放或泄漏,要冲淡空气中的氧,要警惕呼吸缺氧.
    氮气无腐蚀性.
    常温下,氮气对任何金属都稳定.用于液氮介质的材料有不锈钢\镍钢\铜\黄铜.
    低温下,聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯聚合体,可作为垫和膜片等材料使用.

五、高纯气体-氮气在工业上的制法:
    空气中含有大量的氮气,以空气为原料,将空气加压并降低温度,使空气液化,然后使液态空气蒸发.利用液态氮的沸点比液态氧沸点低的特点,所以液态氮先变成气体而从液态空气中分离出来.

    高纯氮气的制备,是以纯氮为原料,通过精馏\液化和分离等工艺,纯度达99.999-99.9999%,然后再经过过滤,将氮气充装到洁净的铜瓶中.

六、注意事项 

危险性概述
危险性类别:第2.2类 不燃气体
侵入途径:吸入
健康危害:空气中氮气含量过高,使吸入气氧分压下降,引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时,患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳,称之为“氮酩酊”,可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度,患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。
潜水员深潜时,可发生氮的麻醉作用;若从高压环境下过快转入常压环境,体内会形成氮气气泡,压迫神经、血管或造成徽血管阻塞,发生“减压病”。
环境危害:
燃爆危险:本品不燃。
第四部分 急救措施
皮肤接触:
眼睛接触:
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。

七、消防措施
   危险特性:若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物:氮气。
    灭火方法:本品不燃。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束用雾状水保持火场中容器冷却。可用雾状水喷淋加速液氮蒸发,但不可使用水枪射至液氮。

八、 泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

九、 操作处置与储存
    操作注意事项:密闭操作。密闭操作,提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。防止气体泄漏到工作场所空气中。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。

十、储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。储区应备有泄漏应急处理设备。

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